第八章 花的形态与结构【知识发现】.ppt

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1、第八章 花的形态与结构 植物繁殖概述 第一节花的组成与发生 第二节雄蕊的发育与解剖结构 第三节 雌蕊的发育与解剖结构 第四节开花、传粉与受精 本章小结,1,课堂优质,繁殖的概念： 植物产生与自己相似个体的过程称为繁殖。 繁殖的意义： 增加新个体，使种族得以延续。 繁殖体的传播可扩大植物的生活范围。 繁殖产生变异，通过自然选择，可产生适应性更强的后代。 对变异的自然选择，产生新种群，从而达到植物的多样性。,植物繁殖概述,2,课堂优质,植物繁殖概述 植物繁殖类型,营养繁殖：植物营养体的一部分脱离母体后直接产生新个体的繁殖方式。 无性生殖：植物体产生的特化细胞或无性生殖细胞（孢子），不经两性结合（脱

2、离母体后）即直接发育为新个体的繁殖方式。前者如有花植物的无融合生殖或无配子生殖。后者如菌类、藻类、苔藓、蕨类植物的孢子繁殖。 有性生殖：通过性细胞（配子）结合产生合子，再由合子发育为新个体的繁殖方式。,3,课堂优质,植物繁殖概述 植物有性生殖类型,根据两配子间的差异程度，有性生殖分为三种类型： 同配生殖：两种配子形态、结构、大小、运动能力相同，形态上难以区分。这种生殖方式存在于较低等的藻类中。 异配生殖：两种配子形态、结构相同，大小不同，大的为雌配子，小的为雄配子。这种生殖方式也多见于低等藻类中。 卵式生殖：两性配子进一步分化，不仅大小不同，在形态结构和运动能力等也有明显差异，分别称为卵子和精

3、子。是较进化的类型。,4,课堂优质,1.自然营养繁殖 块茎繁殖：马铃薯、菊芋等 鳞茎繁殖：如百合科、石蒜科植物。 球茎繁殖：慈姑、荸荠等。 根状茎繁殖：白茅、小蓟、藕、姜、芦苇等。 块根繁殖：甘薯、大丽菊等。 不定芽繁殖：刺槐、白杨等的根通过产生不定芽而形成新个体，这类植物称根蘖植物。 匍匐茎繁殖：草莓、狗牙根等。 叶繁殖：落地生根等,植物繁殖概述 被子植物营养繁殖类型,5,课堂优质,2. 人工营养繁殖 分离繁殖：是把植物体的根茎、根蘖、枝条等器官，人为分割使之与母体分离，然后移栽在适当场所长成新植株的繁殖方法。 扦插：插枝、插根或插叶。 压条：生根较缓慢的植物可用压条法进行繁殖。 嫁接：略。

4、,植物繁殖概述 被子植物营养繁殖类型,6,课堂优质,第一节 花的组成与发生,一、花的概念和 花的组成,（一）花的概念 （二）花的组成,概述 1.花柄与花托 2.花被 3.雄蕊群 4.雌 蕊 群,概述 花萼 花冠,概念 雌蕊结构 雌蕊类型,7,课堂优质,一、花的概念和花的组成 花的概念,基本概念 花：是适应于繁殖功能的变态枝(1790,德国诗人博物学家歌德） 生殖生长：在光、温等因素的作用下，开始花的分化，产生有性生殖细胞，进行有性生殖，并产生果实和种子，这就是生殖生长。,8,课堂优质,一、花的概念和花的组成 花的形态与组成,概述 完全花包括花柄（花梗）、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群六部分。

5、 花柄和花托是（“花”这个变态短枝的）真正的“枝”，花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群是这个“枝”上的不育变态叶和可育变态叶。,9,课堂优质,1.花柄和花托 花柄：或称花梗，是着生花的小枝，支持和物质运输作用。 花托：是花柄的顶端部分，形状多样。花的其他部分按一定的方式排列其上。,一、花的概念和花的组成 花的形态与组成,10,课堂优质,11,课堂优质,花被：一朵花上花萼和花冠的总称。 萼片与花瓣： 双被花 单被花 同被花 无被花（裸花）,一、花的概念和花的组成 花的形态与组成2.花被,同被花,12,课堂优质,据 萼 片 离萼 是否联合 合萼(萼裂片，萼筒） 据萼片 整齐萼 大小差别 不整齐萼 早落萼

6、据脱落方式 落萼 宿萼（宿存萼）,一、花的概念和花的组成 花的形态与组成2.花被花萼,酸浆,马鞭草科 海洲常山,13,课堂优质,一、花的概念和花的组成 花的形态与组成2.花被花萼,某些植物花萼（萼片）的一边引伸成短小的管状突起，称为距 。 副萼：棉花等植物花萼的外围还有一轮绿色的瓣片，称副萼。,距,14,课堂优质,定义：一朵花上所有花瓣的总称。 花瓣颜色： 有色体决定的花色：花瓣呈较纯的黄色、橙色或橙红色。 花青素决定的花色：含花青素的花瓣显示红、蓝、紫等色，主要由液泡内细胞液的PH所决定。 有色体和花青素共同决定：色彩绚丽。 有色体、花青素都无：白色花瓣。,一、花的概念和花的组成 花的形态与

7、组成2.花被花冠,15,课堂优质,合瓣花,花瓣类型： 据花瓣 合瓣花：如牵牛、茄等。 是否联合 离瓣花：如桃、毛茛等 根据花瓣大小是否相同，分为整齐花和不整齐花； 早落冠（葡萄）；落冠（多数植物）；宿冠（瓜类） 另外，某些植物的花瓣也会形成距。,一、花的概念和花的组成 花的形态与组成2.花被花冠,16,课堂优质,定义：一朵花上所有雄蕊的总称。 雄蕊是花上的变态可育叶。薄片状或特化为花瓣，如重瓣桃花。这些可以作为雄蕊是变态叶的佐证。 雄蕊的组成：花丝、花药 根据雄蕊数目、花丝长短、花丝和花药的离合情况，雄蕊分为不同类型（见后）,一、花的概念和花的组成 花的形态与组成3.雄蕊群,17,课堂优质,雌

8、蕊群：一朵花中所有雌蕊的总称。 心皮:是构成雌蕊的基本单位。,一、花的概念和花的组成 花的形态与组成4.雌蕊群,18,课堂优质,雌蕊的构成：柱头、花柱和子房。 雌蕊类型:根据一朵花中雌蕊数目，以及构成雌蕊的心皮数目、卷合方式等不同将雌蕊分成不同类型。,19,课堂优质,单雌蕊：一朵花中的雌蕊由一个心皮构成。 离生单雌蕊（离生心皮雌蕊群）： 一朵花中有2个及以上离生的心皮。 复雌蕊：一朵花中的雌蕊由2个以上的心皮合生而成。,20,课堂优质,一、花的概念和花的组成（三）禾本科植物的花和花序,穗 轴 小穗轴 外颖：相当于花序总苞片。 内颖：同上 小 花柄：极短或无 穗 小 外稃：相当于花外的苞片 花

9、内稃：相当于花外的苞片 浆片2枚：相当于花被 雄蕊：3枚或6枚 雌蕊：具2个羽毛状柱头，子房1室。,21,课堂优质,一、花的概念和花的组成（三）禾本科植物的花和花序,小麦的花序小穗小花,22,课堂优质,23,课堂优质,二、花芽分化与调控,花芽分化：植物经一定时期的营养生长后，在适宜的光周期和温差条件下，茎生长锥不再形成叶原其和腋芽原基，而发生花原基或花序原基，最后分化成花或花序的各组成部分的过程。 花芽分化发育成熟的规律：通常由外而内，由下而上有序进行。但也有例外，如，牡丹多轮雄蕊的发育表现出离心式顺序。,24,课堂优质,二、花芽分化与调控,25,课堂优质,第二节 雄蕊的发育和结构,概述 一、

10、花药的发育和结构 (一)花药的发育 (二) 花药的结构 二、花粉粒的发育和结构 （一）单核花粉粒（小孢子）的形成 （二）小孢子的形态和发育 （三） 成熟花粉粒（雄配子体）的结构 三、雄蕊发育过程总结 四、花粉败育和雄性不育,26,课堂优质,概 述,花中的雄蕊和雌蕊是分别产生小孢子（单核花粉粒）和大孢子（单核胚囊）的器官。 小孢子进一步发育为雄配子体（成熟花粉粒），雄配子体中产生雄配子（精子）； 大孢子进一步发育为雌配子体（成熟胚囊），雌配子体中产生雌配子（卵）。,27,课堂优质,1. 幼嫩花药的发育与结构 在花药四角的表皮细胞下各有一列具浓厚细胞质及大核的细胞，称孢原细胞。 孢原细胞经一次平周

11、分裂，形成内外二层细胞，外层为初生周缘细胞，与表皮靠近，内层为初生造孢细胞。,一、花药的发育和结构 花药的发育和结构,28,课堂优质,1. 幼嫩花药的发育与结构 表皮：原表皮发育而成。 药室内壁：周缘细胞经平周分裂和垂周分裂形成，紧靠表皮的一层细胞叫药室内壁。 中层：药室内壁以内1-3层切向伸长的薄壁细胞。 绒毡层：囊壁的最内层是绒毡层，细胞体积较大径向伸长、胞质浓厚、液泡小，初期是单核，后期经核分裂而呈双核或多核。 绒毡层的作用(营养、合成分泌胼胝质酶、产生识别蛋白、产生孢粉素）,一、花药的发育和结构 花药的发育和结构,29,课堂优质,2. 花药的成熟与结构,维管束 药隔 基本组织 药室内壁

12、（纤维层） 花粉粒 表皮 花粉囊（小孢子囊）,一、花药的发育和结构(二)花药的结构,30,课堂优质,二、花粉粒的发育和结构（一）单核花粉粒（小孢子）的形成,花粉母细胞的形成：花粉囊壁发育的同时，花粉囊内的造孢细胞进一步分裂发育，充满于花粉囊内，细胞呈多角形。随花粉囊的长大，造孢细胞彼此分离，更进一步长大，形成圆形的花粉母细胞。,31,课堂优质,二、花粉粒的发育和结构 （一）单核花粉粒（小孢子）的形成,花粉母细胞减粉分裂形成小孢子 花粉母细胞减数分裂的胞质分裂有两类： 连续型： 如水稻、小麦等禾本科植物 同时型： 多见于双子叶植物 。,32,课堂优质,1. 小孢子发育：单核中央期单核靠边期。 2

13、. 小孢子不等分裂和雄配子体的形成,二、花粉粒的发育和结构 （二）小孢子的形态和发育,33,课堂优质,1.雄配子体的结构 花粉壁 内壁：壁薄，主要由果胶质组成。 外壁：增厚并形成各种花纹，含大量孢粉素（C96H44O22）、角质、类胡萝卜素等物质。 外壁上有萌发孔 营养细胞：具丰富的贮藏物。 生殖细胞：体积较小，位于营养细胞中。 精子：在3-细胞花粉中，生殖细胞进一步分裂形成两个精子（雄配子）。,二、花粉粒的发育和结构 （三） 成熟花粉粒（雄配子体）的结构,百合成熟花粉粒,34,课堂优质,35,课堂优质,2.雄配子体的类型 2-细胞花粉粒 如棉、桃。 3细胞花粉粒 如小麦、玉米、油菜等。 3.

14、雄性生殖单位：生殖细胞或精子与营养细胞之间存在物理上与结构上的联系，两个精子在形状、大小、细胞器的数量有所不同（精子异型性）,二、花粉粒的发育和结构 （三） 成熟花粉粒（雄配子体）的结构,36,课堂优质,三、雄蕊发育过程总结,花 原形成层维管束 药 原表皮 表 皮 原 基本基本周缘组织 药室内壁（纤维层）花粉囊壁 基 分生组织（2N） 中层（最后消失） 组织孢原平周 绒毡层（最后消失）营养（N）雄 细胞分裂造孢组织 四 细胞 配 分 生殖 精子 子 体 细胞 精子 体,37,课堂优质,四、花粉败育和雄性不育 （一）花粉败育,1、概念：花粉没有经过正常发育，不能起生殖作用。,2、原因：,A、花粉

15、母细胞减数分裂不正常 B、 营养不良，不产生花粉粒 C、 绒毡层作用不正常 D、温度过低或严重干旱,上述现象的发生，常与环境条件相关，如温度 过低，干旱等。,38,课堂优质,（二）雄性不育,四、花粉败育和雄性不育,（1）概念：雄蕊发育不正常无生育能力。,（2）原因：,A 、花药退化 B、 不生花粉 C、 花粉败育,生产中应用：杂交育种，可免去人工去雄。,39,课堂优质,第三节 雌蕊的发育和解剖结构,1.胚珠的发育 （一）胚珠的发育和结构 2.胚珠的结构和类型 一）大孢子母细胞的产生 1.单孢型胚囊的发育 二）大孢子的发生 2.四孢型胚囊的发育 （二）胚囊的发育 胚囊的形成 3.双孢型胚囊的发育

16、 和结构 1.卵器 三）胚囊的结构 2.反足细胞 3.中央细胞 （三）胚囊发育过程总结,一、柱头的形态与结构 二、花柱的形态与结构 三、子房的结构,40,课堂优质,湿柱头：传粉时，柱头表面湿润，表皮细胞分泌水分、糖类、脂类、酚类、激素、酶等物质。 干柱头：传粉时不产生分泌物，但柱头表面存在亲水性的蛋白质薄膜，能从薄膜下角质层的中断处吸收水分。,一、柱头的形态与结构,41,课堂优质,结构： 实心花柱：多数植物花柱中央为引导组织所充塞。 空心花柱：有的植物花柱中央是空心的管道，称花柱道。 功能：为花粉管的生长提供营养和某些趋化物质。,二、花柱的形态与结构,42,课堂优质,子房是雌蕊基部的膨大部分，

17、由子房壁、子房室及其内的胚珠和胎座构成。 子房壁：心皮的全部或一部分成为子房壁。 子房室：子房内的空腔，其数目因心皮数目及联合方式的不同而不同。 胎座：心皮边缘愈合处（腹缝线处）增生的薄壁组织结构，是胚珠孕育的场所。,三、子房的结构,43,课堂优质,（一）胚珠的发育和结构 1.胚珠的发育与结构,胚珠的结构：包括珠柄、珠被、珠心、合点、珠孔。 胚珠的发育：胎座首先产生一团由胚性细胞组成的突起，称为胚珠原基，其基部发育成为珠柄，前端发育成珠心，它是胚珠最重要的部分。珠心基部外围的细胞加速分裂形成珠被，在顶端留下一个小孔，即为珠孔 。,44,课堂优质,（二）胚囊的发育和结构1、大孢子母细胞的产生,胚

18、珠的发育过程中，珠被原基开始形成时，在珠心珠孔端表皮内，出现体积大、质浓、液泡化程度低、核大的孢原细胞。 孢原细胞有二种分化方式： 直接分化成为大孢子母细胞（少数植物） 平周分裂，产生外侧的周缘细胞和内侧的大孢子母细胞（即胚囊母细胞）（多数植物属此类型）,厚珠心胚珠,45,课堂优质,（二）胚囊的发育和结构2、 大孢子的发生及胚囊的形成,大孢子母细胞经减数分裂产生大孢子，进而发育为成熟胚囊（雌配子体）。 1）单孢型胚囊的发育,46,课堂优质,（二）胚囊的发育和结构2、大孢子的发生及胚囊的形成,单孢型成熟胚囊的结构,47,课堂优质,48,课堂优质,2）四孢型胚囊的发育,（二）胚囊的发育和结构2、

19、大孢子的发生及胚囊的形成,珠孔端,合点端,49,课堂优质,3）双孢型胚囊的发育,（二）胚囊的发育和结构2、 大孢子的发生及胚囊的形成,合点端,珠孔端,50,课堂优质,（二）胚囊的发育和结构 3、成熟胚囊的结构,1. 卵器 卵细胞（雌配子）：常为梨形，体积较助细胞大，珠孔端具大液泡，核较大，在合点端的细胞质中。 助细胞：大液泡在合点端，细胞核在珠孔端。 助细胞珠孔端壁很厚，具有伸向细胞腔内的突起，称为丝状器。,51,课堂优质,2. 反足细胞：常3个，通常是短命的。胞间连丝发达，功能是运送从珠心吸收的养料进入胚囊。 3. 中央细胞：中央细胞有大液泡，有2个极核，代谢活跃，且与卵及反足细胞间胞间连丝

20、发达。其细胞壁在近卵器的部分近无壁，侧壁有内突，具传递细胞的特征。 雌性生殖单位（Dumas等，1984）:卵器与中央细胞在结构与功能上有密切联系,三者共同构成的结构称为雌性生殖单位。三者协调完成接收花粉管、释放精子到相应部位和实现双受精的功能。,二、胚囊的发育和结构 成熟胚囊的结构,52,课堂优质,孢 周缘细胞(2N) 形成珠心的一部分 原 细 胞 造孢细胞 1个卵细胞(N)卵 2个助细胞(N)器 1个中央细胞(2N) 2极核（N） 3个反足细胞(N),四分体,胚囊的发育过程总结,53,课堂优质,第四节 开花、传粉与受精 一、开花,花中雄蕊和雌蕊成熟，或二者之一已经成熟后，花被张开，露出雌、

21、雄蕊，这一现象称开花。 开花年龄：指第一次开花时的年龄。 一、二年生植物及多年生草本植物 木本植物：不同种子相差很大，达到开花年龄后每年按时开花并延续多年。,54,课堂优质,一、开花,开花季节：指特定环境的某种植物在一年中开花的季节。 早春开花的木本植物多为先叶开花，其花芽是前一年夏、秋季形成的，如玉兰、连翘、桃、杨等。 多数植物是春天先生叶后开花，其花芽多为当年形成的。,55,课堂优质,一、开花,花期：指花开放的时间。应从以下几个层次理解： “种群”水平：某种植物在特定环境下花开放的时间。 个体水平：即某一株植物花开放的时间。 单朵花水平：即某一朵花开放的时间（花时）。,56,课堂优质,二、

22、传粉,定义：花粉囊散出的成熟花粉，以一定的方式传送到同一花或另一花的雌蕊柱头上的过程，称为传粉。 传的“粉”是什么？ 雄配子体。实际上是一个最简单的植物体。,57,课堂优质,二、传粉 自花传粉和闭花受精,1.自花传粉的概念：指雄蕊的花粉落到同一朵花的雌蕊柱头上。 2.自花传粉植物的特点： 两性花 雄蕊和雌蕊同时成熟 雌蕊的柱头对本花花粉的萌发和花粉管中雄配子的发育没有任何生理阻碍。,花柱缠绕挤破花药,58,课堂优质,3.闭花受精：指花开放前已完成受精作用，是自花传粉中的一种典型（极端）方式。 自花传粉的意义：保证了在不利条件下的传粉受精。 长期自花传粉会使后代的生活力减退。但从另一角度来看，自

23、花传粉和受精，可以使某些不适应特定环境条件的隐性基因纯合，从而被淘汰，以达到纯化基因型的目的。从这个意义上看，自花传粉也有其进化意义。,二、传粉 自花传粉和闭花受精,59,课堂优质,Ke-Wei Liu, Zhong-Jian Liu, LaiQiang Huang et al. 2006. Pollination: Self-fertilization strategy in an orchid. Nature 441, 945-946,一个兰花的自发授精策略 的当期自然杂志页面,Holcoglossum amesianum (Rchb. F.) Christenson,60,课堂优质,大根

24、槽舌兰独特的传粉方式,61,课堂优质,大约早上6:00-6:30时，黄花大苞姜(Caulokaempferia coenobialis (Hance) K. Larsen)的花开放,花药的花粉囊同时开裂.刚开裂时,油质液浆状的花粉从花粉囊溢出成球形,然后很快铺满于花药面,慢慢流向柱头,约在当天下午15:00开始到第二天早上7:30间,花粉陆续流到柱头的喇叭口,实现自花传粉。,62,课堂优质,“花粉滑动自花授粉”机制是适者生存法则的生动演绎，是黄花大苞姜长期适应其高度潮湿缺乏传粉昆虫的生境的结果. 这一发现，对研究有花植物繁育系统的演化及其对环境的适应具有重要的科学意义。,63,课堂优质,二、传

25、粉 异花传粉及其传粉方式,1.异花传粉 定义：指一朵花的花粉落到另一朵花的柱头上。 意义：自然界多数植物是异花传粉，异花传粉和自花传粉相比是一种进化的方式。后代的生活力、适应性均较强，故在进化过程中被选择，成为大多数植物的传粉方式。,64,课堂优质,1.异花传粉机制 防止自花传粉的适应特征：,二、传粉 异花传粉及其传粉方式,65,课堂优质,2.异花传粉的方式 风媒花 约10的被子植物是风媒植物，大部分禾本科植物和木本植物中的栎、杨、桦等柔荑花序类植物为风媒植物。 风媒花的特征： 花被不发达或为裸花，不具鲜艳的颜色。 无蜜腺及香味。 花粉量大，花粉粒细小光滑，干燥而轻。 风媒花多先叶开放，有利于

26、传粉。 花丝细长，花药受风力振动而散出花粉。 雌蕊柱头表面积大，易于接受花粉。,二、传粉 异花传粉及其传粉方式,66,课堂优质,2.异花传粉的方式 虫媒花 定义：以昆虫为媒介进行传粉的花称虫媒花。这类植物称虫媒植物。 虫媒花的特征： 具鲜艳美丽的花被，有芳香或其他气味，有蜜腺。 花粉粒通常较大，表面有突起或花纹，花药开裂时花粉不易被风吹散。 花粉常粘集成块，便于粘附于虫体上。 花粉量较风媒花少。 其他传粉方式：水媒传粉、鸟媒传粉的（如蜂鸟）等等。,二、传粉 异花传粉及其传粉方式,丹参,67,课堂优质,三、受精 花粉管的萌发与生长,概念： 受精作用：两性配子融合的过程叫受精作用。 花粉粒的萌发：

27、花粉粒落到柱头上后，花粉粒内壁从萌发孔处向外突出，并继续伸长形成花粉管，这一过程叫。,68,课堂优质,三、受精 花粉管的萌发与生长,69,课堂优质,三、受精 花粉管的萌发与生长,70,课堂优质,1. 被子植物的双受精过程 双受精定义：花粉管释放的2个精子，一个与卵融合成受精卵（合子），另一精子与中央细胞的2个极核融合形成初生胚乳核。双受精现象被子植物特有的。,三、受精 被子植物双受精过程及其生物学意义,71,课堂优质,双受精的生物学意义 保证物种染色体数目的稳定：双受精使单倍的雌、雄配子融合，成为1个双倍核相的合子，恢复了植物原有的染色体数目。 使物种产生一定变异：精、卵融合把父、母本具有差异

28、的遗传物质组合在一起，形成具有双重遗传性的合子。配子间的同化，使形成的后代产生一些新的变异。 胚乳具有更强的活性：受精极核发育为3n的胚乳，同样兼有父、母本的遗传特性，作为新一代胚期的养料，有利于后代发育。 因此，双受精在植物界是有性生殖过程中最进化、最高级的形式。,三、受精 被子植物双受精过程及其生物学意义,72,课堂优质,本章小结,繁殖的概念和类型、营养繁殖、无性生殖、有性生殖。 花的概念；花的组成及各主要组成部分的形态特征。 花药的发育过程；幼嫩花药和成熟花药的结构（重点）；小孢子的形成过程；减数分裂的意义；花粉粒的结构和形成过程。 胚珠的发育、结构；大孢子的发生和雌配子体的形成过程（重点是单孢型胚囊）。 开花的概念及开花习性；传粉的概念；自花传粉、异花传粉； 双受精的概念及被子植物双受精的意义。,73,课堂优质,